DE832025C

DE832025C - Roehrenanordnung zur Verstaerkung oder Erzeugung hoechster Frequenzen

Info

Publication number: DE832025C
Application number: DEP55807A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Ludwig Grassl
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1949-09-23
Filing date: 1949-09-23
Publication date: 1952-02-21
Also published as: FR890977A; BE449134A; CH230949A

Description

Röhrenanordnung zur Verstärkung oder Erzeugung höchster Frequenzen Die Erfindung betrifft eine Röhrenanordnung zur Verstärkung oder Erzeugung von Zentimeterwellen und anderen sehr hohen Frequenzen. Dabei sollen Frequenzen mit verhältnismäßig großer Leistung verstärkt oder erzeugt werden. Die Erfindung macht von dem Prinzip der Wanderwellenröhre Gebrauch. Die bisher bekannten Ausführungen von Wanderwellenröhren besitzen aber bei vorgegebenen .Abmessungen verhältnismäßig geringe Nutzleistungen. Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil und ermöglicht den Bau von solchen Röhren größerer Leistung.
Die Erfindung besteht darin, daß die Röhre als eine nach Art einer Magnetfeldröhre gestaltete. Wanderwellenröhre ausgebildet ist, bei der sich an zentraler Stelle eine vorzugsweise zylindrische I Kathode befindet, die von einer die Wanderwelle führenden, Leitungseigenschaften besitzenden Einrichtung wendelförmig umgeben ist. Dabei kann die die Wanderwelle führende Einrichtung durch eine Wendel gebildet sein. Zur Führung des Elektronenstrahles können außer dem Magnetfeld noch zusäzliche elektrische Felder vorgesehen sein.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in den für die Erfindung wesentlichen I Teilen in schematischer Darstellung. Bei der in Fig. i veranschaulichten Anordnung ist eine langgestreckte zylindrische Kathode i vorgesehen, deren Zuleitung 6 vakuumdicht durch das Entladungsgefäß herausgeführt ist. Zur Führung der Wanderwelle dient eine Wendel a, die aus geeignetem Draht besteht. Diese Wendel ist wiederum wendelförmig um die Kathode herumgeführt. Durch geeignete auf Kathoden- bzw: Anodenpotential liegende schraubenförmige Trennflächen zwischen den einzelnen Gängen der Wendel kann elektrostatisch eine gewünschte Führung der Wanderwelle längs der Wendel bewirkt werden. Die auf Anodenpotential liegenden Trennflächen sind mit 3, die auf Kathodenpotential liegenden mit .I bezeichnet. Außerdem erhält das elektrische Gleichfeld, welches für dieBeschleunigung derElektronen sorgt, durch diese schraubenförmigen Berührungsflächen die zur Führung des Strahles längs der Wendelachse nötige axiale Komponente.
Das Magnetfeld wird durch die Spulenwicklung 5 hervorgerufen. Der Eingang ist als koaxiale Leitung bei 7, der Ausgang ebenso bei 8 herausgeführt. Die in der Nähe des Wendeleinganges aus der Kathode kommenden Elektronen haben infolge ihres längeren Laufweges den größten Anteil am Leistungsumsatz der Röhre. Man kann daher zweckmäßig den in der Nähe des Ausgangs liegenden Teil des Kathodenkörpers nicht heizen oder von Emissionsmasse frei lassen.
In Fig. 2 ist die Führung des Elektronenstrahles schematisch veranschaulicht. Hier ist die Wirkung der auf Anodenpotential liegenden Trennflächen 3 und der auf Kathodenpotential liegenden Trennflächen .4 zusammen mit dem magnetischen Feld veranschaulicht. Die Feldlinien sind dabei mit 9 bezeichnet. Durch geeignete Bemessung der Felder läßt es sich erreichen, daß die Wanderwelle stets längs der Wendel geführt wird. Die Führung des Elektronenstrahles und die Vermeidung unzulässiger Erwärmung im Innern der Wendel läßt sich so einstellen, daß möglichst der gesamte Elektronenstrahl von der Auffangelektrode am Ende der Wendel aufgenommen wird. Zu diesem Zweck kann es vorteilhaft sein, die magnetische Feldstärke in der Achsenrichtung der Kathode durch geeignete Unterteilung der Fokussierungsspule in einzelnen Scheiben längs der Kathode bezirksweise individuell einstellen zu können. An Stelle einer durchgehenden Spulenwicklung 5 können eine Anzahl von einzelnen Scheibenspulen hintereinander aufgereiht sein, denen verschiedene Ströme zugeführt werden. Eine weitere Maßnahme zur Herabsetzung von Leistungsverlusten besteht darin, daß die Kathode in der Nachbarschaft der auf Anodenpotential liegenden Führungsflächen 3 von Kathodenmasse freigehalten wird. Die aktive Schicht kann .demzufolge in Form eines Spiralbandes auf der Kathode aufgebracht sein. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß die Anodenverlustleistung in der Hauptsache am Auffänger entsteht, von welchem die Wärme durch geeignete Kühlmaßnahmen leichter abgeführt werden kann, als aus dem Innern der Röhre. Die Erfindung gibt noch die Möglichkeit, eine weitere Leistungssteigerung bei geringem Raumbedarf zu erhalten. Zu diesem Zweck kann die Röhre, nicht wie dies in Fig. i dargestellt ist, eine langgestreckte gerade Fortn aufweisen, sondern es ist auch möglich, dieselbe wie dies in Fig.3 dargestellt ist, ringförmig zu liegen. Dadurch ergibt sich eine größere Kathodenlänge und dementsprechend auch eine größere Anzahl von Wendeln. In den übrigen Teilen kann diese Röhre in gleicher Weise wie das in Fig. i veranschaulichte Ausführungsbeispiel ausgebildet sein. Eingang und Ausgang der Röhre können in einem gewissen Abstand voneinander, hintereinander oder nebeneinander liegen. Es ist aber auch möglich, eine völlig geschlossene ringförmige Anordnung aufzubauen, in der Eingang und Ausgang phasengleich miteinander verbunden sind. so daß sich eine durch die Abmessungen der Röhre gegebene feste Frequenz einstellt, die mit hoher Leistung erzeugt werden kann. Die Ausgangsenergie kann dann an einer oder mehreren Stellen mit hoher Leistung abgenommen werden.

Claims

PATENTANSPRCCHE: i. Röhrenanordnung zur Verstärkung oder Erzeugung höchster Frequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre als eine nach Art einerMagnetfeldröhre gestalteteWanderwellenröhre ausgebildet ist, bei der sich an zentraler Stelle eine vorzugsweise zvlindrische Kathode befindet, die von einer die Wanderwelle führenden, Leitungseigenschaften besitzenden Einrichtung wendelförmig umgeben ist.
2. Röhrenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die M'anderwellen führende Einrichtung durch eine Wendel gebildet ist.
3. Röhrenanordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Elektronenstrahles zusätzlich elektrische Felder vorgesehen sind. d.
Röhrenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. daß zur Beeinflussung der Führung des Elektronenstrahles ein lZagnetfeld verwendet wird, dessen Feldstärke sich in Richtung der Kathodenachse ändert.
5. Röhrenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herabsetzung der Verlustleistung an den Elektroden die Kathode an geeigneten Stellen, z. B. längs einer Schraubenfläche, von Kathodenmasse frei gehalten wird.
6. Röhrenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode so ausgebildet ist, daß sie in der Nähe des Ausgangs oder an den Stellen geringer Leistungsumsatzbeteiligung nicht oder nur gering emittiert.